2021年, 第31卷, 第10期　刊出日期：2021-10-25

  

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Materials Science and Engineering
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  高Mg含量Al-Mg合金高应变速率轧制变形下的动态再结晶、织构和力学性能

  黎新宇,夏伟军,陈吉华,严红革,李贞贞,苏斌,宋旼

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2885-2898.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65726-6

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  对高Mg含量Al-Mg合金(Al-9.2Mg-0.8Mn-0.2Zr-0.15Ti，质量分数，%)进行不同道次(1，2和4)高应变速率轧制变形，终轧变形量、轧制温度和应变速率分别为72%、400 °C和8.6 s^-1。采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射技术和透射电镜研究合金的组织演变。合金经2道次高应变速率轧制变形后获得明显的双峰组织，其中细小再结晶晶粒和未再结晶组织的平均尺寸分别为6.4和47.7 μm。合金具有高的抗拉强度((507±9) MPa)和伸长率((24.9±1.3)%)。在2道次高应变速率轧制变形过程中，晶界非连续动态再结晶为合金主要的再结晶机制。
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  非等温时效对Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金组织和性能的影响

  李耀,徐国富,彭小燕,刘时超,邓英,梁霄鹏

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2899-2908.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65701-1

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  研究Al-5.87Zn-2.07Mg-2.42Cu合金在非等温时效过程中组织和性能的变化，通过室温拉伸机测试合金的力学性能。结果表明，在非等温时效过程中，当合金冷却到140 °C时，合金的抗拉强度达到最大值(582 MPa)，此时伸长率为11.9%。此外，通过透射电子显微镜对合金的显微组织进行观察，观察结果表明GP区和η''''相是合金的主要强化析出相，当合金冷却到180 °C时，GP区发生二次析出。此外，经过非等温时效处理的合金的主要强化相仍为η''''相。
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  大塑性变形和时效处理强化7005铝合金

  R. BAKHSHI, M. H. FARSHIDI, S. A. SAJJADI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2909-2921.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65702-3

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  由于7xxx铝合金在冷变形状态下的可加工性有限，通过大塑性变形和时效处理强化7xxx铝合金具有挑战性。本研究旨在全面探讨在施加大塑性变形的同时，辅之以两种不同的时效处理工艺：变形前人工时效或变形后自然时效，对7005铝合金的强化作用。采用X射线衍射和扫描电镜研究经上述工艺处理后合金的显微组织演变，并用维氏硬度测试评价合金的强化作用。结果表明，通过施加大塑性变形，辅以变形后自然时效，合金的强化效果最好，其屈服强度提高到400 MPa以上，比常规T6处理后合金的屈服强度提高约1/3。这种高强度主要是由于晶粒细化、位错密度的增加和自然时效过程中析出相体积分数的增加而产生的。结合应用模型推断，自然时效过程中析出相体积分数的增加对合金的强化起决定性作用。
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  选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr合金温度场和应力场有限元模拟

  马如龙,彭超群,蔡志勇,王日初,周朝辉,李晓庚,曹玄扬

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2922-2938.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65703-5

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  为研究选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr合金的温度场和应力场，建立三维有限元分析模型。在考虑粉末-固体转变、材料热物理性能参数随温度变化、相变潜热和熔池对流的基础上，研究激光功率、点间距和扫描间距对温度场分布、熔池尺寸和残余应力场分布的影响。然后，采用实验法探讨激光功率、点间距和扫描间距对合金组织、相对密度和硬度的影响。结果表明：随着激光功率增大、点间距减小和扫描间距的减小，熔池尺寸逐渐增大。残余应力主要分布在第一个扫描道次的中间以及每一个扫描道次的起点和终点。实验结果证明有限元模拟的有效性。随着激光功率增大、点间距减小和扫描间距减小，试样的致密度先增大后减小。试样的最佳工艺参数区间为激光功率325~375 W、点间距80~100 μm和扫描间距80 μm。
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  5A06-O铝镁合金温热介质充液成形及工艺参数优化

  矫志辉,郎利辉,赵香妮

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2939-2948.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65704-7

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  通过在20~300 °C下进行单轴拉伸试验，获得5A06-O铝镁合金板材在不同温度、不同应变速率下的真实应力-应变曲线，由此建立5A06-O铝镁合金板材在150~300 °C条件下的本构模型。根据上述结果，采用有限元软件MSC.Marc建立5A06铝镁合金温热介质充液成形有限元模拟平台，对典型件的温热介质充液成形进行有限元模拟，建立材料温热介质充液成形的有限元模型。结合实验研究温度场分布规律和载荷条件对板材成形性能的影响。结果表明，差温温度分布可以显著提升材料的成形性能。随着温度的升高，冲头进给速度对成形的影响变得尤为明显，且成形所需液室压力和压边力的最佳参数值均有所降低。
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  退火和固溶处理对深冷轧1100铝合金力学性能和腐蚀性能的影响

  S.A.ZAKARIA,A.S.ANASYIDA,H.ZUHAILAWATI,B.K.DHINDAW,N.A.JABIT,A.ISMAIL

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2949-2961.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65705-9

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  详细研究冷轧前退火和固溶处理对1100铝合金初始组织的形成、纳米至微米级组织的形成以及力学性能和腐蚀性能的影响。在50%深冷轧前，先对样品在250 °C下预退火2 h，或在540 °C下预固溶处理1 h。利用X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜技术研究加工后合金的晶粒尺寸、晶格应变和位错组态。结果表明，与预固溶处理的样品相比，预退火处理的样品具有最大的晶粒长宽比(4.43)、最小的晶粒尺寸(37.53 nm)、最高的晶格应变(9.12×10^-3) 和最高的位错密度(45.16 ×10¹³ m^-2)。预退火样品的硬度、极限抗拉强度和屈服强度分别提高43.44%、24.64%和20.33%。与未经预处理的深冷轧样品相比，预退火和预固溶处理样品的耐腐蚀性更好，其中预退火样品的耐腐蚀性最好。
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  钢/铝激光焊接接头性能与金属间化合物延/脆性的第一性原理和实验研究

  李田,周惦武,严佑锐凌,彭平,刘金水

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2962-2977.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65706-0

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  采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪以及第一性原理计算方法，研究钢/铝激光焊接形成的金属间化合物(IMCs)的形貌、分布、相组成、形成能力、结构稳定性和本征力学性质。结果发现，脆性Fe-Al化合物限制钢/铝接头力学性能，其脆性电子结构根源在于Al(s)、Al(p)和Fe(d)之间的轨道杂化；添加中间夹层可改善钢/铝接头的力学性能，归因于形成的金属间化合物电子结构的改变；金属间化合物由脆性向延性的转变机制主要归因于夹层元素吸引电子的能力弱。钢/铝焊接头的力学性能与金属间化合物的延/脆性密切相关，添加Ti箔有效提高接头的力学性能，表明实验验证与理论计算预测吻合较好。
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  基于BP神经网络算法的铝合金黏度预测模型

  廖恒成,高源,Qi-guiWANG,DanWILSON

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2978-2985.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65707-2

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  黏度是液体铝合金重要的热物性质之一，影响到液体充型与凝固的特征，继而铸件的质量。在本研究中，从文献中收集了315组实验测定的黏度数据，用来开发黏度预测模型。采用BP神经网络算法构建模型，以熔体温度和合金中Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg 和 Zn 的含量作为模型输入，并以黏度值作为模型输出。为了改善模型精度，研究不同训练算法和隐含层神经元数的影响。使用遗传算法优化初始权重与赋值，这显著改善了模型精度。模型预测值与实验值间的相对误差小于5%，证明所构建的优化模型具有高的预测精度与可靠性。用建立的模型对纯Al和二元Al合金的黏度随温度和溶质含量变化的预测结果与文献中的实验结果非常一致，表明该模型在工程应用中具有较好的预测精度。
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  Mg-Gd-Y-Zr合金在轻微-严重磨损转变状态下的法向载荷与试验温度之间的关系

  王渊博,赵伟,李亮,安健,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2986-2998.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65708-4

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  研究Mg-10Gd-1.5Y-0.4Zr合金的磨损率变化、磨损转变及其与载荷和温度之间的关系。在20~200 °C试验温度范围内，在销盘式试验机上进行磨损试验。磨损表面形貌和成分采用SEM和EDS方法进行检测。实验结果表明：在载荷恒定为20、35和40 N时，每条磨损率-温度曲线上均会出现一个与轻微-严重磨损转变相对应的转折点。在轻微磨损时，表层材料因发生塑性变形而产生应变硬化，而在严重磨损时，表层材料因发生动态再结晶而发生软化。增加法向载荷将降低轻微-严重磨损转变的临界温度，法向载荷与发生轻微-严重磨损转变的临界温度之间呈现出近似的线性关系。研究表明：合金的轻微-严重磨损转变服从表面动态再结晶温度准则。
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  显微组织特征对Mg–5Sn–3In合金在Hank’s溶液中腐蚀行为的影响

  王雪健,陈宗宁,张瑜博,郭恩宇,康慧君,韩培,王同敏,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 2999-3011.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65709-6

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  通过显微组织观察、失重实验、动态极化曲线测试和腐蚀形貌表征等手段研究挤压后显微组织的改变对Mg-5Sn-3In合金在Hank’s溶液中腐蚀行为的影响。结果表明：挤压后合金的腐蚀速率与铸态合金相似，但是挤压加工极大地降低了合金局部腐蚀敏感性，特别是沿着挤压方向。挤压态合金相对均匀的腐蚀形貌主要归功于合金中细小均匀分布的Mg₂Sn颗粒和显著的结晶取向。同时，细胞毒性实验证明Mg–5Sn–3In合金对NIH3T3细胞毒性检测等级为0~1级，表明合金对NIH3T3细胞呈现无毒性。
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  基于团簇成分式设计激光增材制造Ti-Al-V-Nb系合金的显微组织与力学性能

  刘田雨,闵小华,张爽,王存山,董闯,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3012-3023.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65711-4

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  基于Ti-6Al-4V合金团簇成分式，用 Nb替代团簇式中的V设计Ti-Al-V-Nb系合金，其团簇成分式为12[Al-Ti₁₂](AlTi₂)+5[Al-Ti₁₄](V,Nb)₂Ti。采用激光增材制造技术制备不同Nb含量(0~6.96% Nb，质量分数)合金的单道熔覆层和块状试样，并对其成形性、显微组织和力学性能进行研究。结果表明，Nb可以增加单道熔覆层的表面粗糙度，降低熔池高度，从而改善合金的铺展性。Ti-5.96Al-1.94V-3.54Nb (质量分数，%)合金由于熔池高度与预设沉积层厚度一致，表现出优异的几何精度。Ti-Al-V-Nb系合金块体样品的组织由沿沉积方向外延生长的β柱状晶构成，而β柱状晶内为α板条构成的网篮组织。随着Nb含量的增加，α板条的宽度增加，而其尺寸均匀性降低。合金的维氏硬度沿沉积方向度逐渐增加。由于α板条宽度和含量具有较好的匹配关系，所以Ti-5.96Al- 1.94V-3.54Nb合金具有最高的维氏硬度。
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  基于电化学阻抗和电阻传感器对比研究铜的大气腐蚀

  万闪,廖伯凯,董泽华,郭兴蓬,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3024-3038.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65712-6

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  开发电化学阻抗和薄膜电阻传感器，用于干湿/高低温循环加速试验和现场暴露试验中铜的大气腐蚀测 量。三个月的场外暴露试验结果表明，电阻传感器测量的铜平均腐蚀速率与失重法得到的腐蚀速率基本一致。在干湿循环试验中，电化学阻抗传感器可灵敏地反映传感器表面的潮湿/干燥时间。尽管电化学阻抗传感器测得的平均腐蚀速率与电阻传感器测得的腐蚀速率具有相似的趋势，但前者测量结果对环境湿度的依赖性较后者大。当相对湿度低于60%时，通过电化学阻抗法得到的平均腐蚀速率远低于失重法的，这主要归因于低湿度条件下梳齿铜电极之间无法形成连续导电的薄液膜通道，导致电化学阻抗传感器无法检测到电流信号。与电化学方法相比，电阻法更适合大气腐蚀监测，因为无论电阻传感器表面潮湿或者干燥，它都能根据欧姆定律灵敏地监测铜箔的厚度损失。
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  Fe含量对Cu-Fe合金组织与性能的影响

  王檬,杨倩如,姜雁斌,李周,肖柱,龚深,王永如,郭创立,魏海根

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3039-3049.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65713-8

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  采用真空热压法制备不同Fe含量的Cu-Fe合金坯料。研究Fe含量对热轧和时效处理Cu-Fe合金组织、力学性能和导电率的影响规律和机理。结果表明，当Fe含量＜60%(质量分数)时，Cu相和Fe相动态再结晶程度增大；当Fe含量≥60%时，Cu相颗粒均匀分布在Fe相中，合金变形较均匀。随着Fe含量的增加，抗拉强度从Cu-5%Fe合金的305 MPa增加至Cu-70%Fe合金的736 MPa，其断后伸长率则从23%下降至17%，导电率从31%IACS下降至19%IACS。该结果对Cu-Fe合金的成分和加工工艺设计具有指导意义。
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  放电等离子体烧结Cu/Invar双金属基复合材料的工艺优化、显微结构与力学/热性能

  聂强强,陈国宏,汪冰,杨磊,汤文明,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3050-3062.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65714-X

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  采用放电等离子体烧结(SPS)工艺制备(30~50)%Cu/Invar(质量分数)双金属基复合材料。通过设计正交实验方案，系统研究Cu含量、压制压力及烧结温度对复合材料显微结构、力学性能和热性能的影响。结果表明，随着Cu含量由30%增加至50%(质量分数)，Cu基体逐渐转变为连续网络分布，复合材料致密度、热导率及热膨胀系数增大，但抗拉强度降低。提高烧结温度，Cu/Invar界面扩散加剧，导致复合材料的热导率降低，抗拉强度增大。压力对复合材料热性能的影响较为复杂。在700 °C，60 MPa下制备的50%Cu/Invar(质量分数)复合材料具有最高的热导率，为90.7 W/(m·K)，优于以往报道的大多数Cu/Invar复合材料。
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  CoCuFeMnNi高熵合金瞬态液相连接的显微组织与力学性能评价

  Mohammad Ali KARIMI, Morteza SHAMANIAN, Mohammad Hossein ENAYATI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3063-3074.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65715-1

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  研究CoCuFeMnNi高熵合金(HEA)的瞬时液相(TLP)连接。TLP 连接使用AWS BNi-2 夹层，温度为 1050 °C，时间分别为20、60、180、和240 min。采用扫描电镜和能谱仪表征连接时间对接头显微组织的影响。显微组织结果证实，约240 min时发生完全等温凝固。而连接时间为20、60和180 min的样品其连接区形成非热凝固区，含有富铬硼化物和Mn₃Si金属间化合物。所有样品接头的等温凝固区中均形成γ-Ni 固溶体。为了研究TLP连接时间对接头力学性能的影响，测量接头的剪切强度和显微硬度。结果表明，接头显微硬度值较小，相邻区显微硬度值较大。连接时间为20 min的样品接头具有最低的剪切强度100 MPa，而连接时间为240 min的样品具有最大的剪切强度180 MPa。
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  真空吸渗技术制备生物可降解(HA+β-TCP)/Zn-3Sn相互连续复合材料的显微组织和性能

  颜廷亮,王 香,范金龙,聂其东

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3075-3086.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65716-3

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  利用真空吸渗技术制备(HA+β-TCP)/Zn-3Sn相互连续复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)、力学性能测试、电化学实验、浸泡实验和紫外分光光度计分别研究复合材料的显微组织、力学性能、腐蚀行为和溶血率。研究结果表明，Zn-3Sn合金渗透到多孔HA+β-TCP 骨架中形成致密的(HA+β-TCP)/Zn-3Sn 相互连续复合材料，Zn-3Sn合金和HA+β-TCP骨架之间未出现反应层。复合材料的压缩强度约为Zn-3Sn合金块体的3/4。复合材料在模拟体液中的腐蚀速率略高于Zn-3Sn合金块体的，表面腐蚀产物主要是Zn(OH)₂。复合材料的溶血率低于Zn-3Sn 合金块体的，具有较好的血液相容性。
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  La替代对快淬Ti-Fe-Mn基合金显微组织和贮氢性能的影响

  袁泽明,祁震,翟亭亭,王鸿章,王海燕,张羊换,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3087-3095.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65717-5

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  采用熔融纺丝法制备Ti_1-xLa_xFe_0.8Mn_0.2 (x=0，0.01，0.03，0.06，0.09，摩尔分数)快淬态合金。研究La替代Ti对TiFe型Ti-Fe-Mn基合金显微组织、贮氢动力学和贮氢热力学的影响。所有快淬态合金均保持单一的TiFe相；加氢后，TiFe相转变为TiFeH_0.06、TiFeH和TiFeH₂氢化物。La替代促进合金微观缺陷(如位错和晶界)的产生，这利于氢扩散。此外，La替代还提高储氢动力学性能。随La含量的增加，合金的贮氢容量先减小后增大，氢化焓变的绝对值(|ΔH|)先增大后减小。当x=0.01时，合金加氢焓变的绝对值|ΔH|最大，为(25.23±0.50) kJ/mol，在323 K、3 MPa条件下合金的最大贮氢容量为(1.80±0.04) wt.%。
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  在不同直径坩埚中定向凝固Sn-Ni包晶合金的宏观偏析和热溶质对流引起的雀斑缺陷

  彭鹏,李升渊,郑万朝,鲁力,周树东

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3096-3104.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65718-7

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  与其他合金系不同，本文通过对定向凝固Sn-Ni包晶合金中枝晶状糊区的观察发现，雀斑缺陷在包晶反应前后的两个不同区域出现。此外，实验结果证明，枝晶形貌受温度梯度区域熔化效应和Gibbs-Tbomson效应的影响。因此，提出考虑上述两种效应及包晶反应的新瑞利数Ra_P。新瑞利数Ra_P 的计算预测结果证实包晶凝固过程中雀斑在两个不同区域形成，且在较大直径的试样中热溶质对流更显著。
Mining, Minerals Processing and Metallurgical Engineering
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  新疆温宿巴依里煤矿稀土和钇(REY)的物质来源

  薛建强,柳建新,黄德志,周炜鉴,刘春明,操雨森,曹创华,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3105-3115.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65719-9

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  通过对新疆温宿县巴依里煤矿中煤、主岩和围岩中微量元素的分析，探讨新疆温宿巴依里煤矿中稀土等元素的来源及其作为煤矿伴生资源的利用前景。巴依里煤矿煤中的稀土元素配分模式可分为平坦型和重稀土富集型(H型)两类。前者REY主要来源于含煤盆地基底的片麻岩；后者部分来源于热液。含煤岩系的主岩中稀土元素分布模式可分为中稀土富集型(M型)和重稀土富集型(H型)两类，分别与REY部分来源于酸性陆地水和热液有关。在煤矿REY应用前景评价判别图，即关键元素百分比(REY_{def, rel})-关键元素总量与过量元素总量比(C_outl)图解中，几乎所有的样品都落在有前景成矿区域。有一半的煤样具有较高的Ga含量，接近作为煤伴生资源的边界品位。这表明，巴依里煤矿中REY和Ga作为煤矿伴生资源具有很好的利用前景。
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  复合硫化物浮选作业循环水中钙和硫酸根离子去除的热力学及实验研究

  Elvis BUSTOS-FLORES, Martha Araceli ELIZONDO-áLVAREZ, Alejandro URIBE-SALAS

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3116-3127.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65720-5

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  研究一种用氯化钡(BaCl₂？2H₂O)和磷酸钠(Na₃PO₄)去除饱和溶液中(0.016 mol/L CaSO₄)硫酸钙的化学方法。主要目的是通过沉淀出两种固体物质从溶液中去除这些离子：硫酸根(SO₄^2-)沉淀为重晶石(BaSO₄)，钙(Ca²⁺)沉淀为羟基磷灰石(Ca₅(PO₄)₃OH)。此外，探索一种用油酸和十二烷基胺作捕集剂的固体/液体分离方法(即浮选)。结果表明，在60 °C、pH 11.5下用3.9 g/L BaCl₂·2H₂O和1.6 g/L Na₃PO₄对饱和溶液进行化学处理，促进硫酸钡和缺钙羟基磷灰石(Ca_10-x(HPO₄)_x(PO₄)_6-x(OH)_2-x)的沉淀，钙和硫酸根的残余浓度分别低于0.10和5 mg/L。当反应剂用量相同、在低于上述温度和pH值下处理时，残余钙浓度增加到28 mg/L。用油酸作捕集剂、pH 9.5时羟基磷灰石的浮选回收率最高，约为80%；而用十二烷基胺作捕集剂、pH 6.5时重晶石的浮选回收率约为90%。
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  从勃姆石-高岭石型高硅铝土矿中盐酸浸出铁的机理与动力学

  DmitryVALEEV,DenisPANKRATOV,AndreiSHOPPERT,ArtemSOKOLOV,AlexandrKASIKOV,AlexandraMIKHAILOVA,CristianSALAZAR-CONCHA,IliaRODIONOV

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3128-3149.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65721-7

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  利用XRD、ICP-OES、TG/DSC、SEM、TEM和穆斯堡尔(M？ssbauer)光谱研究来自俄罗斯阿尔汉格尔斯克地区Severoonezhsk铝矿中铝土矿的化学和矿物组成，发现该铝土矿的含铁矿物包括铝针铁矿(α-Fe_1-xAl_xOOH)、铝赤铁矿(α-(Fe_1-xAl_x)₂O₃)、正方铝针铁矿(β-Fe_1-xAl_xO(OH,Cl))和铬铁矿(FeCr₂O₄)。在温度为100 °C、HCl浓度为10%，固液比为1:10及浸出时间为60 min的条件下，盐酸浸出铝土矿的铁浸出率为82.5%，而铝的损失不到铝土矿中总铝含量的4.5%。铁浸出过程的动力学分析表明，温度为90~100 °C时，扩散是浸出过程的速率限制环节。铝土矿浸出渣含有微量的α-Fe_1-xAl_xOOH和β-Fe_1-xAl_xO(OH,Cl)，大部分铁呈FeCr₂O₄形态。除铁氧化物外，铝土矿盐酸浸出渣中铬和钙氧化物的含量也显著降低。含氯化铁的浸出液含有稀土元素(REE)：6.8 mg/L Sc、4.1 mg/L Ce和2.3 mg/L Ga。
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  硫酸-草酸络合浸出白钨矿及含钨相的转化行为

  刘庆生,涂弢,郭浩,程华金,王学重

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3150-3161.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65724-2

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  以草酸为络合剂，利用硫酸从白钨矿中提取钨。在浸出过程中，钨以高水溶性H₂[WO₃(C₂O₄)·H₂O] 的形式完全浸出，而钙则以CaSO₄·2H₂O的形式残留在渣中。在温度70 °C、1.5 mol/L硫酸、1 mol/L草酸、液固比25:1 (mL/g)、草酸/硫酸摩尔比1:1、搅拌速度300 r/min、浸出时间2 h的条件下，钨的浸出率为99.2%。 H₂[WO₃(C₂O₄)·H₂O]经热分解转化为H₂WO₄，H₂WO₄在700 °C下焙烧2 h，可直接分解成WO₃。冶金动力学研究表明，白钨矿浸出过程由表面化学反应控制，其表观活化能为51.43 kJ/mol。
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  熔融Al-Cr-V-B合金中CrB₂和VB₂形成的热力学和动力学分析

  A.KHALIQ,H.T.ALI,M.YUSUF

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3162-3176.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65723-0

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  熔体中的铬(Cr)、钒(V)等过渡金属杂质会降低冶炼级铝(Al)的电导率。这些杂质可与含硼(B)物质发生原位反应形成硼化物，因此可以通过硼处理除去熔体中的杂质。然而，对于冶炼级铝熔体的除铬尚不清楚。文献中关于在其他过渡金属(V，Ti，Zr，Fe)存在的条件下，往熔融铝中加入Al-B母合金时硼化铬(CrB₂)的形成存在分歧。本研究在1023 K下往铝合金熔体中加入Al-B(AlB₁₂)母合金，探讨Al-0.50%Cr-0.50%V(质量分数)合金除铬的机理。结果表明，在1023 K下，无法通过形成稳定的硼化物从熔融的Al-0.50%Cr-0.50%V合金中除铬。在熔融铝的硼处理过程中，熔体中过量的B优先形成硼化铝(AlB₂)，而不是CrB₂。从熔融Al-0.50%Cr-0.50%V合金中除钒的动力学研究表明，初期反应阶段由[B]/[V]的液相传质控制，传质系数(k_m)为9.6′10^-4 m/s；后期反应阶段受[B]/[V]通过硼化物(VB₂)环的扩散控制。因此，建议研究从熔融铝中除铬的替代方法。
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  密度和表面张力对底吹气体搅拌钢包中混合时间影响的3D数值研究

  MatinGHADIMIREZAEI,PooyanHASHEMITARI,MohammadEMAMZADEH,LeiliTAFAGHODIKHAJAVI

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3177-3191.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65722-9

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  在熔融相冶金过程中，注入气体进行混合对于获得均质产物至关重要。混合效率取决于气体流速、渣层高度以及熔融相物理性质等工艺参数。本文通过数值模拟研究底吹浴槽中流体行为的上述参数。用水和油分别模拟熔融金属和熔渣，根据实验数据对数值模拟结果、特别是混合时间进行验证。结果表明，混合时间随渣层高度增大而增加，随炉渣材料密度增加而减小。混合时间随主相密度的增加而减小，随着空气和水间表面张力的增大而增加。还模拟一种性质接近真实熔融金属的情形。系统的行为主要受动量的影响，而不是受耗散力的影响。因此，与空气和熔融相间表面张力的影响相比，熔融相密度对混合过程的影响更为显著。
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  气体雾化制粉工艺中金属熔体在导流管内流动过程的数值研究

  刘畅,李欣,舒适,黄禹赫,黎兴刚,朱强,

  中国有色金属学报（英文版）. 2021, 31(10): 3192-3204.
  https://doi.org/10.1016/S1003-6326(21)65725-4

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  基于流体体积(VoF) 界面捕捉方法和剪切应力输运(SST k-ω) 湍流模型，通过数值模拟揭示气体雾化制粉工艺中金属熔体在导流管内的流动机理。验证实验表明，数值模型能对导流管内的流体流动过程进行合理预测。随着导流管内径的减小，熔融铝和熔融铁的流动阻力增大，当导流管内径减小至1 mm时，熔体的流动阻力可达10² kPa数量级。基于传统的气体雾化工艺，在金属熔体上方施加正向压力克服熔体在导流管内的流动阻力并在不同导流管内径下雾化高黏性铝合金熔体。当导流管内径从4 mm减小到2 mm时，粉末的细粉收得率 (<150 μm)从54.7%大幅增加到94.2%。当采用较小内径的导流管时，粉末的表面质量也有所改善。